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A LUA ESTÁ A ENCOLHER E A PRODUZIR SISMOS
17 de maio de 2019

 


Imagem do vale Taurus-Littrow obtida pela sonda LRO da NASA. O vale foi explorado em 1972 pelos astronautas da missão Apollo 17, Eugene Cernan e Harrison Schmitt. Eles tiveram que ziguezaguear o seu rover lunar ao subir a face do penhasco da falha Lee-Lincoln que corta este vale.
Crédito: NASA/GSFC/Universidade Estatal do Arizona

 

A Lua está a encolher à medida que o seu interior arrefece, tendo ficado 50 metros mais "magra" ao longo das últimas centenas de milhões de anos. Assim como uma uva fica enrugada quando se transforma em passa, a Lua ganha rugas ao encolher. Ao contrário da pele flexível de uma uva, a crosta superficial da Lua é quebradiça, por isso fragmenta-se à medida que o satélite encolhe, formando "falhas de pressão" onde uma secção da crosta é empurrada para cima sobre uma parte vizinha.

"A nossa análise fornece a primeira evidência de que estas falhas ainda estão ativas e provavelmente a produzir, ainda hoje, sismos lunares, à medida que a Lua continua gradualmente a arrefecer e a encolher," disse Thomas Watters, cientista sénior do Centro de Estudos da Terra e Planetários do Museu Nacional do Ar e do Espaço do Smithsonian em Washington, EUA. "Alguns destes tremores podem ser bastante fortes, mais ou menos cinco na escala de Richter."

Estas escarpas de falha assemelham-se a pequenas escarpas em forma de degraus quando vistas a partir da superfície lunar, normalmente com dezenas de metros de altura e estendendo-se por vários quilómetros. Os astronautas Eugene Cernan e Harrison Schmitt tiveram que ziguezaguear o seu rover lunar ao subir a face do penhasco da falha Lee-Lincoln durante a missão Apollo 17 que aterrou no vale Taurus-Littrow em 1972.

Watters é o autor principal de um estudo que analisou dados de quatro sismómetros colocados na Lua pelos astronautas das Apollo usando um algoritmo, ou programa matemático, desenvolvido para identificar locais de sismos detetados por uma esparsa rede sísmica. O algoritmo deu-nos uma estimativa melhor dos locais dos tremores lunares. Os sismómetros são instrumentos que medem o tremor produzido por sismos, registando o tempo de chegada e a força de várias ondas sísmicas a fim de obter uma estimativa da sua localização, chamada epicentro. O estudo foi publicado dia 13 de maio na revista Nature Geoscience.

Os astronautas colocaram os instrumentos na superfície lunar durante as missões Apollo 11, 12, 14, 15 e 16. O sismómetro da Apollo 11 só operou durante três semanas, mas os quatro restantes registaram 28 sismos lunares a baixa profundidade - o tipo esperado para estas falhas - de 1969 a 1977. Os tremores variaram entre 2 a 5 na escala de Richter.

Usando as estimativas revistas de localização do novo algoritmo, a equipa descobriu que oito dos 28 sismos superficiais estavam até 30 km de falhas visíveis nas imagens lunares. Isto é próximo o suficiente para atribuir os sismos às falhas, uma vez que a modelagem da equipa mostra que esta é a distância em que se espera que ocorra forte oscilação, dado o tamanho destas escarpas de falha. Além disso, a nova análise descobriu que seis dois oito sismos lunares ocorreram quando a Lua estava no seu apogeu ou lá perto, que é o ponto orbital mais distante da Terra. É aqui que os stresses adicionais das marés da gravidade da Terra causam um pico no stress total, tornando os eventos de deslizamento ao longo destas falhas mais prováveis.

"Nós achamos que é muito provável que estes oito tremores tenham sido produzidos por falhas que se acumularam quando a crosta lunar foi comprimida pela contração global e pelas forças de maré, indicando que os sismómetros das Apollo registaram a Lua a encolher e que a Lua ainda é tectonicamente ativa," disse Watters. Os investigadores correram 10.000 simulações para calcular a probabilidade de uma coincidência produzir tantos sismos perto das falhas em redor da altura de maior stress. Descobriram que é inferior a 4%. Adicionalmente, enquanto outros eventos, como os impactos de meteoroides, podem produzir tremores, esses criam uma assinatura sísmica diferente da dos sismos provocados pelos eventos de falha.

Outra evidência de que estas falhas estão ativas vem de imagens altamente detalhadas da Lua obtidas pela sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA. O instrumento LROC (Lunar Reconnaissance Orbiter Camera) registou mais de 3500 escarpas de falha. Algumas dessas imagens mostram deslizamentos de terra ou pedregulhos no fundo de manchas relativamente brilhantes nas encostas de falhas ou em terrenos próximos. A radiação solar e espacial escurece gradualmente o material à superfície lunar, de modo que áreas mais brilhantes indicam regiões recentemente expostas ao espaço, como esperado de um recente sismo que faz deslizar material por um penhasco. Os exemplos de campos de rochas novos podem ser encontrados nas encostas de uma escarpa de falhas no aglomerado Vitello e exemplos de possíveis características brilhantes estão associados com falhas que ocorrem perto das crateras Gemma Frisius C e Mouchez L. Outras imagens recolhidas pelo LROC mostram rastos de quedas de rochas, que seriam de esperar se a falha desliza e o sismo resultante provoca deslizamentos de rochas. Estas marcas são evidências de um sismo recente porque devem ser apagadas relativamente depressa, em termos de escalas de tempo geológico, pela chuva constante de impactos de meteoroides na Lua. Os rastos de pedregulhos perto de falhas na bacia de Schrödinger foram atribuídos a quedas recentes de rochas induzidas por tremores lunares.

Adicionalmente, um dos epicentros revistos está a apenas 13 km da escarpa Lee-Lincoln atravessada pelos astronautas da Apollo 17. Os astronautas também examinaram pedregulhos e rastos de rochas na encosta do Maciço Norte, perto do local de pouso da missão. Um grande deslizamento de terra no Maciço Sul, que cobriu o segmento sul da escarpa Lee-Lincoln, é mais uma evidência de possíveis terremotos gerados por eventos de deslize de falhas.

"É incrível ver como os dados de há quase 50 anos e da missão LRO foram combinados para avançar a nossa compreensão da Lua, sugerindo locais de missões futuras dedicadas ao estudo dos processos internos da Lua," disse John Keller, cientista do projeto LRO no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland.

Tendo em conta que a LRO fotografa a superfície lunar desde 2009, a equipa gostaria de comparar imagens de regiões com falhas específicas em diferentes épocas para ver se há alguma evidência de atividade recente de um sismo lunar. Adicionalmente, "estabelecer uma nova rede de sismómetros à superfície lunar tem que ser uma prioridade para a exploração humana da Lua, tanto para aprender mais sobre o interior da Lua como para determinar os riscos dos sismos lunares," disse Renee Weber, sismóloga planetária do Centro de Voo Espacial Marshall da NASA em Huntsville, Alabama, EUA.

A Lua não é o único mundo no nosso Sistema Solar a encolher com a idade. Mercúrio tem enorme falhas - com até 1000 quilómetros de comprimento e mais de 3 km de altura - que são significativamente maiores do que as da Lua, indicando que encolheu muito mais do que o nosso satélite natural. Dado que os mundos rochosos se expandem quando aquecem e contraem quando arrefecem, as grandes falhas de Mercúrio revelam que provavelmente era quente o suficiente para ficar completamente fundido após a sua formação. Os cientistas que tentam reconstruir a origem da Lua querem saber se lhe aconteceu o mesmo, ou se ao invés esteve apenas parcialmente derretida, talvez com um oceano de magma sobre um interior profundo de aquecimento mais lento. O tamanho relativamente pequeno das escarpas de falha na Lua está em linha com a contração mais subtil esperada para um cenário parcialmente fundido.

A NASA vai enviar a primeira mulher, e o próximo homem, para a Lua em 2024. Estes astronautas vão usar um sistema de aterragem tripulado a partir da estação Gateway situada em órbita lunar, e pousar no polo sul da Lua. A agência espacial norte-americana estabelecerá missões sustentáveis até 2028 e depois planeia utilizar o que até aí aprendeu para seguir até Marte.

 


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Esta proeminente falha lunar é uma das milhares descobertas em imagens do instrumento LROC (Lunar Reconnaissance Orbiter Camera). A escarpa de falha é como degraus na paisagem lunar (setas que apontam para a esquerda) formados quando a crosta perto da superfície é empurrada, é quebrada e empurrada para cima ao longo de uma falha à medida que a Lua se contrai. Na imagem podem ser vistos campos de pedregulhos, manchas de solo ou rególito relativamente brilhante, na face da escarpa e no terreno por trás (setas que apontam para a direita).
Crédito: NASA/GSFC/Universidade Estatal do Arizona/Smithsonian


O vale Taurus-Littrow é o local de pouso da missão Apollo 17 (asterisco). Cortando o vale, logo acima do local de aterragem, está a escarpa da falha Lee-Lincoln. O movimento da falha é provavelmente a fonte de inúmeros sismos lunares que despoletaram eventos no vale. 1) grandes deslizamentos de terra nas encostas do Maciço Sul que decoram rochas e rególito (poeira) relativamente brilhantes. 2) pedregulhos que rolaram pelas encostas do Maciço Norte, deixando marcas à superfície. 3) Deslizamentos nas encostas sudeste.
Crédito: NASA/GSFC/Universidade Estatal do Arizona/Smithsonian


// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Maryland (comunicado de imprensa)
// Museu Nacional do Ar e do Espaço do Smithsonian (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Geoscience)

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